• String底层原理学习笔记


    1、String的定义

    public final class String
        implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {  }

    String是一个final类,既不能被继承的类

    String类实现了java.io.Serializable接口,可以实现序列化

    String类实现了Comparable<String>,可以用于比较大小(按顺序比较单个字符的ASCII码)

    String类实现了 CharSequence 接口,表示是一个有序字符的序列,因为String的本质是一个char类型数组

    2、字段属性

    /**用来存储char型字符数组 这是String字符串的本质,是一个字符集合,而且是final的,是不可变的。*/
    private final char value[];
    
    /** 缓存hash,默认0*/
    private int hash; // Default to 0
    
    /**实现序列化的标识 */
    private static final long serialVersionUID = -6849794470754667710L;

    3、构造函数

    构造函数有16个;

    /**
     * String的无参构造函数,默认是一个空字符串,但是我们一般不这么实例化,因为字符串是不可变的,可以直接String a=”aaaaa”
     */
    public String() {
        this.value = "".value;
    }
    
    /**
    这是一个有参构造函数,参数为一个String对象
        * 将形参的value和hash赋值给实例对象作为初始化
        * 相当于深拷贝了一个形参String对象,返回了一个新的对象
            但是还是不建议这么构造    
     */
    public String(String original) {
        this.value = original.value;
        this.hash = original.hash;
    }
    
    /**
    这是一个有参构造函数,参数为一个char字符数组,
    这里使用Array拷贝,而不是引用原来的字符数组,有可能是因为这个非常长的字符数组一直在被引用,所以无法被回收,就可能导致内存泄露
        * 意义就是通过字符数组去构建一个新的String对象  
     */
    public String(char value[]) {
        this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
    }
    
    /**
    这是一个有参构造函数,参数为char字符数组,offset(起始位置,偏移量),count(个数)
        * 作用就是在char数组的基础上,从offset位置开始计数count个,构成一个新的String的字符串
        * 意义就类似于截取count个长度的字符集合构成一个新的String对象
    */
    public String(char value[], int offset, int count) {
        if (offset < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
        }
        if (count <= 0) {
            if (count < 0) {
                throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
            }
            if (offset <= value.length) {
                this.value = "".value;
                return;
            }
        }
        // Note: offset or count might be near -1>>>1.
        if (offset > value.length - count) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
        }
    //上面这一段都是校验然后抛异常
    //重点,截取字符,这里也用到数组拷贝 
        this.value = Arrays.copyOfRange(value, offset, offset+count);
    }
    
    /**
     * 这是一个有参构造函数,参数为int字符数组,offset(起始位置,偏移量),count(个数)
        * 作用跟04构造函数差不多,但是传入的不是char字符数组,而是int数组。
        * 而int数组的元素则是字符对应的ASCII整数值
        * 例子:new String(new int[]{97,98,99},0,3);   output: abc
     */
    public String(int[] codePoints, int offset, int count) {
        if (offset < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset);
        }
        if (count <= 0) {
            if (count < 0) {
                throw new StringIndexOutOfBoundsException(count);
            }
            if (offset <= codePoints.length) {
                this.value = "".value;
                return;
            }
        }
        // Note: offset or count might be near -1>>>1.
        if (offset > codePoints.length - count) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(offset + count);
        }
    
        final int end = offset + count;
    
        // Pass 1: Compute precise size of char[]
        int n = count;
        for (int i = offset; i < end; i++) {
            int c = codePoints[i];
            if (Character.isBmpCodePoint(c))
                continue;
            else if (Character.isValidCodePoint(c))
                n++;
            else throw new IllegalArgumentException(Integer.toString(c));
        }
    
        // Pass 2: Allocate and fill in char[]
        final char[] v = new char[n];
    
        for (int i = offset, j = 0; i < end; i++, j++) {
            int c = codePoints[i];
            if (Character.isBmpCodePoint(c))
                v[j] = (char)c;
            else
                Character.toSurrogates(c, v, j++);
        }
    
        this.value = v;
    }

    过时的方法就不列出来的。

    /**
     *  这是一个有参构造函数,参数为byte数组,offset(起始位置,偏移量),长度,和字符编码格式
        * 就是传入一个byte数组,从offset开始截取length个长度,其字符编码格式为charsetName,如UTF-8
        * 例子:new String(bytes, 2, 3, "UTF-8");
    
     *  */
    public String(byte bytes[], int offset, int length, String charsetName)
            throws UnsupportedEncodingException {
        if (charsetName == null)
            throw new NullPointerException("charsetName");
        checkBounds(bytes, offset, length);
        this.value = StringCoding.decode(charsetName, bytes, offset, length);
    }
    
    //这个跟上面差不多
    public String(byte bytes[], int offset, int length, Charset charset) {
        if (charset == null)
            throw new NullPointerException("charset");
        checkBounds(bytes, offset, length);
        this.value =  StringCoding.decode(charset, bytes, offset, length);
    }
    
    /**
    这是一个有参构造函数,参数为byte数组和字符集编码
        * 用charsetName的方式构建byte数组成一个String对象
    */
    public String(byte bytes[], String charsetName)
            throws UnsupportedEncodingException {
        this(bytes, 0, bytes.length, charsetName);
    }
    
    //这个跟上面的类似
    public String(byte bytes[], Charset charset) {
        this(bytes, 0, bytes.length, charset);
    }
    
    /**  
        * 这是一个有参构造函数,参数为byte数组,offset(起始位置,偏移量),length(个数)
        * 通过使用平台的默认字符集解码指定的 byte 子数组,构造一个新的 String。
        */
    public String(byte bytes[], int offset, int length) {
        checkBounds(bytes, offset, length);
        this.value = StringCoding.decode(bytes, offset, length);
    }
      
       /**
     这是一个有参构造函数,参数为byte数组
        * 通过使用平台默认字符集编码解码传入的byte数组,构造成一个String对象,不需要截取 */
    public String(byte bytes[]) {
        this(bytes, 0, bytes.length);
    }
    /** * 有参构造函数,参数为StringBuffer类型 * 就是将StringBuffer构建成一个新的String,比较特别的就是这个方法有synchronized锁 * 同一时间只允许一个线程对这个buffer构建成String对象 */ public String(StringBuffer buffer) { synchronized(buffer) { this.value = Arrays.copyOf(buffer.getValue(), buffer.length()); } } /** * 有参构造函数,参数为StringBuilder * 同上面差不多,只不过是StringBuilder的版本,差别就是没有实现线程安全 */ public String(StringBuilder builder) { this.value = Arrays.copyOf(builder.getValue(), builder.length()); }
    /*
    * 这个构造函数比较特殊,有用的参数只有char数组value,是一个不对外公开的构造函数,没有访问修饰符
        * 加入这个share的只是为了区分于String(char[] value)方法,用于重载,  
        * 为什么提供这个方法呢,因为性能好,不需要拷贝。为什么不对外提供呢?因为对外提供会打破value为不变数组的限制。
        * 如果对外提供这个方法让String与外部的value产生关联,如果修改外部的value,会影响String的value。所以不能
        * 对外提供
    */
    String(char[] value, boolean share) {
        // assert share : "unshared not supported";
        this.value = value;
    }

    以上代码展示了总共14种构造方法,忽略了两种被标记为过时的构造方法:

    可以构造空字符串对象,既""

    可以根据String,StringBuilder,StringBuffer构造字符串对象

    可以根据char数组,其子数组构造字符串对象

    可以根据int数组,其子数组构造字符串对象

    可以根据某个字符集编码对byte数组,其子数组解码并构造字符串对象

    4. 长度、是否为空

    public int length() {
        return value.length;
    }
    
    public boolean isEmpty() {
        return value.length == 0;
    }

    5. charAt、codePointAt类型函数

    /** 返回String对象的char数组index位置的元素*/
    public char charAt(int index) {
        if ((index < 0) || (index >= value.length)) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        }
        return value[index];
    }
    
    //返回String对象的char数组index位置的元素的ASSIC码(int类型)
    public int codePointAt(int index) {
        if ((index < 0) || (index >= value.length)) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(index);
        }
        return Character.codePointAtImpl(value, index, value.length);
    }
    //返回index位置元素的前一个元素的ASSIC码(int型) public int codePointBefore(int index) { int i = index - 1; if ((i < 0) || (i >= value.length)) { throw new StringIndexOutOfBoundsException(index); } return Character.codePointBeforeImpl(value, index, 0); } /** * 方法返回的是代码点个数,是实际上的字符个数,功能类似于length() * 对于正常的String来说,length方法和codePointCount没有区别,都是返回字符个数。 * 但当String是Unicode类型时则有区别了。 * 例如:String str = “/uD835/uDD6B” (即 'Z' ), length() = 2 ,codePointCount() = 1 */ public int codePointCount(int beginIndex, int endIndex) { if (beginIndex < 0 || endIndex > value.length || beginIndex > endIndex) { throw new IndexOutOfBoundsException(); } return Character.codePointCountImpl(value, beginIndex, endIndex - beginIndex); } /** * 也是相对Unicode字符集而言的,从index索引位置算起,偏移codePointOffset个位置,返回偏移后的位置是多少 * 例如,index = 2 ,codePointOffset = 3 ,maybe返回 5 */ public int offsetByCodePoints(int index, int codePointOffset) { if (index < 0 || index > value.length) { throw new IndexOutOfBoundsException(); } return Character.offsetByCodePointsImpl(value, 0, value.length, index, codePointOffset); }

    6.getChar、getBytes类型函数

    /**
     * * 这是一个不对外的方法,是给String内部调用的,因为它是没有访问修饰符的,只允许同一包下的类访问
        * 参数:dst[]是目标数组,dstBegin是目标数组的偏移量,既要复制过去的起始位置(从目标数组的什么位置覆盖)
        * 作用就是将String的字符数组value整个复制到dst字符数组中,在dst数组的dstBegin位置开始拷贝
     */
    void getChars(char dst[], int dstBegin) {
        System.arraycopy(value, 0, dst, dstBegin, value.length);
    }
    
    /**
        * 得到char字符数组,原理是getChars() 方法将一个字符串的字符复制到目标字符数组中。 
        * 参数:srcBegin是原始字符串的起始位置,srcEnd是原始字符串要复制的字符末尾的后一个位置(既复制区域不包括srcEnd)
        * dst[]是目标字符数组,dstBegin是目标字符的复制偏移量,复制的字符从目标字符数组的dstBegin位置开始覆盖。
        */
    public void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char dst[], int dstBegin) {
        if (srcBegin < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcBegin);
        }
        if (srcEnd > value.length) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd);
        }
        if (srcBegin > srcEnd) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(srcEnd - srcBegin);
        }
        System.arraycopy(value, srcBegin, dst, dstBegin, srcEnd - srcBegin);
    }
    
    /**
        * 获得charsetName编码格式的bytes数组
        */
       public byte[] getBytes(String charsetName)
            throws UnsupportedEncodingException {
        if (charsetName == null) throw new NullPointerException();
        return StringCoding.encode(charsetName, value, 0, value.length);
    }
    
       /**
        * 与上个方法类似, 
        */
       public byte[] getBytes(Charset charset) {
        if (charset == null) throw new NullPointerException();
        return StringCoding.encode(charset, value, 0, value.length);
    }
    
     /**
        * 使用平台默认的编码格式获得bytes数组
        */
       public byte[] getBytes() {
        return StringCoding.encode(value, 0, value.length);
    }

    7.equal类函数

    //先比较地址是否相等,地址相等则内容一样, 然后比较长度,长度相等再逐个比较字符串
    public boolean equals(Object anObject) {
        if (this == anObject) {
            return true;
        }
        if (anObject instanceof String) {
            String anotherString = (String)anObject;
            int n = value.length;
            if (n == anotherString.value.length) {
                char v1[] = value;
                char v2[] = anotherString.value;
                int i = 0;
                while (n-- != 0) {
                    if (v1[i] != v2[i])
                        return false;
                    i++;
                }
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    
    //忽略大小写比较是否内容相同,先判断地址,再判断长度,最后再执行regionMatchs方法,忽略大小写
    public boolean equalsIgnoreCase(String anotherString) {
        return (this == anotherString) ? true
                : (anotherString != null)
                && (anotherString.value.length == value.length)
                && regionMatches(true, 0, anotherString, 0, value.length);
    }
    
        /**
        * 这是一个公有的比较方法,参数是StringBuffer类型
        * 实际调用的是contentEquals(CharSequence cs)方法,可以说是StringBuffer的特供版,方法里面会同步一下
        */
       public boolean contentEquals(StringBuffer sb) {
        return contentEquals((CharSequence)sb);
    }
    
    /**
    * 这是一个私有方法,特供给比较StringBuffer和StringBuilder使用的。
    * 比如在contentEquals方法中使用,参数是AbstractStringBuilder抽象类的子类 
    */
    private boolean nonSyncContentEquals(AbstractStringBuilder sb) {
        char v1[] = value;
        char v2[] = sb.getValue();
        int n = v1.length;
        if (n != sb.length()) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (v1[i] != v2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
    
        /**
        * 这是一个常用于String对象跟StringBuffer和StringBuilder比较的方法
        * 参数是StringBuffer或StringBuilder或String或CharSequence
        * StringBuffer和StringBuilder和String都实现了CharSequence接口
        */
       public boolean contentEquals(CharSequence cs) {
        // Argument is a StringBuffer, StringBuilder
        if (cs instanceof AbstractStringBuilder) {
            if (cs instanceof StringBuffer) {
                synchronized(cs) {
                   return nonSyncContentEquals((AbstractStringBuilder)cs);
                }
            } else {
                return nonSyncContentEquals((AbstractStringBuilder)cs);
            }
        }
        // Argument is a String
        if (cs instanceof String) {
            return equals(cs);
        }
        // Argument is a generic CharSequence
        char v1[] = value;
        int n = v1.length;
        if (n != cs.length()) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (v1[i] != cs.charAt(i)) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    以上代码重点说明:

    equals()方法作为常用的方法,很具有层次感和借鉴意义,首先判断是否为同一个对象,再判断是否为要比较的类型,再判断两个对象的长度是否相等,

    首先从广的角度过滤筛选不符合的对象,再符合条件的对象基础上再一个一个字符的比较。

    equalsIgnoreCase()方法是对equals()方法补充,不区分大小写的判断

    contentEquals()则是用于String对象与4种类型的判断,通常用于跟StringBuilder和StringBuffer的判断,也是对equals方法的一个补充

    8、regionMatchs()方法

    /**
        * 这是一个类似于equals的方法,比较的是字符串的片段,也即是部分区域的比较
        * toffset是当前字符串的比较起始位置(偏移量),other是要比较的String对象参数,ooffset是要参数String的比较片段起始位置,len是两个字符串要比较的片段的长度大小
        * 
        * 例子:String str1 = "0123456",Str2 = "0123456789"; 
        * str1.regionMatchs(0,str2,0,6);意思是str1从0位置开始于str2的0位置开始比较6个长度的字符串片段
        * 相等则返回 true,不等返回false 
        */
     public boolean regionMatches(int toffset, String other, int ooffset,
            int len) {
        char ta[] = value;
        int to = toffset;
        char pa[] = other.value;
        int po = ooffset;
        // Note: toffset, ooffset, or len might be near -1>>>1.
        if ((ooffset < 0) || (toffset < 0)
                || (toffset > (long)value.length - len)
                || (ooffset > (long)other.value.length - len)) {
            return false;
        }
        while (len-- > 0) {
            if (ta[to++] != pa[po++]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
    
    /**
        * 这个跟上面的方法一样,只不过多了一个参数,既ignoreCase,既是否为区分大小写。
        * 是equalsIgnoreCase()方法的片段比较版本,实际上equalsIgnoreCase()也是调用regionMatches函数
        */
    public boolean regionMatches(boolean ignoreCase, int toffset,
            String other, int ooffset, int len) {….}
    从上可以看出:
    片段比较时针对String对象的。所以如果你要跟StringBuffer和StringBuilder比较,那么记得toString.
    如果你要进行两个字符串之间的片段比较的话,就可以使用regionMatches,如果是完整的比较那么就equals吧

    9.compareTo类函数和CaseInsensitiveComparator静态内部类

        /**
        * 这是一个比较字符串中字符大小的函数,因为String实现了Comparable<String>接口,所以重写了compareTo方法
        * Comparable是排序接口。若一个类实现了Comparable接口,就意味着该类支持排序。
        * 实现了Comparable接口的类的对象的列表或数组可以通过Collections.sort或Arrays.sort进行自动排序。
        * 
        * 参数是需要比较的另一个String对象
        * 返回的int类型,正数为大,负数为小,是基于字符的ASSIC码比较的
        *例如:  "abc".compareTo("bac") 结果是-1,因为a-b=-1
            "abc".compareTo("abcggff"); //-4,因为长度差4
        */
    public int compareTo(String anotherString) {
        int len1 = value.length;
        int len2 = anotherString.value.length;
        int lim = Math.min(len1, len2);
        char v1[] = value;
        char v2[] = anotherString.value;
    
        int k = 0;
        while (k < lim) {  //一直遍历到最小的字符长度
            char c1 = v1[k];
            char c2 = v2[k];
            if (c1 != c2) {
                return c1 - c2;  //从前向后遍历,只要其实一个不相等,返回字符ASSIC的差值,int类型
            }
            k++;
        }
        return len1 - len2;  //如果两个字符串同样位置的索引都相等,返回长度差值,完全相等则为0 }
    
        /**
        *  这是一个类似compareTo功能的方法,但是不是comparable接口的方法,是String本身的方法
        *  使用途径,我目前只知道可以用来不区分大小写的比较大小,但是不知道如何让它被工具类Collections和Arrays运用
        *
        */
        public int compareToIgnoreCase(String str) {
        return CASE_INSENSITIVE_ORDER.compare(this, str);
    }
        
        /**
        * 这是一个饿汉单例模式,是String类型的一个不区分大小写的比较器
        * 提供给Collections和Arrays的sort方法使用
        * 例如:Arrays.sort(strs,String.CASE_INSENSITIVE_ORDER);
        * 效果就是会将strs字符串数组中的字符串对象进行忽视大小写的排序
        *
        */
      public static final Comparator<String> CASE_INSENSITIVE_ORDER
                                         = new CaseInsensitiveComparator();
    
        /**
        * 这一个私有的静态内部类,只允许String类本身调用
        * 实现了序列化接口和比较器接口,comparable接口和comparator是有区别的
        * 重写了compare方法,该静态内部类实际就是一个String类的比较器
        *
        */
    private static class CaseInsensitiveComparator
            implements Comparator<String>, java.io.Serializable {
        // use serialVersionUID from JDK 1.2.2 for interoperability
        private static final long serialVersionUID = 8575799808933029326L;
    
        public int compare(String s1, String s2) {
            int n1 = s1.length();
            int n2 = s2.length();
            int min = Math.min(n1, n2);
            for (int i = 0; i < min; i++) {
                char c1 = s1.charAt(i);
                char c2 = s2.charAt(i);
                if (c1 != c2) {
                    c1 = Character.toUpperCase(c1);
                    c2 = Character.toUpperCase(c2);
                    if (c1 != c2) {
                        c1 = Character.toLowerCase(c1);
                        c2 = Character.toLowerCase(c2);
                        if (c1 != c2) {
                            // No overflow because of numeric promotion
                            return c1 - c2;
                        }
                    }
                }
            }
            return n1 - n2;
        }
    
        /** Replaces the de-serialized object. */
        private Object readResolve() { return CASE_INSENSITIVE_ORDER; }
    }

    以上的代码可以看出:

    ①String实现了comparable接口,重写了compareTo方法,可以用于自己写类进行判断排序,也可以使用collections,Arrays工具类的sort进行排序。只有集合或数组中的元素实现了comparable接口,并重写了compareTo才能使用工具类排序。

    ②CASE_INSENSITIVE_ORDER是一个单例,是String提供为外部的比较器,该比较器的作用是忽视大小写进行比较,我们可以通过Collections或Arrays的sort方法将CASE_INSENSITIVE_ORDER比较器作为参数传入,进行排序。

    10.startWith、endWith类函数

    public boolean startsWith(String prefix, int toffset) {
        char ta[] = value;
        int to = toffset;
        char pa[] = prefix.value;
        int po = 0;
        int pc = prefix.value.length;
        // Note: toffset might be near -1>>>1.
        if ((toffset < 0) || (toffset > value.length - pc)) {
            return false;
        }
        while (--pc >= 0) {
            if (ta[to++] != pa[po++]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
    
    /**
        * 判断当前字符串对象是否以字符串prefix起头
        * 是返回true,否返回fasle
        */
        public boolean startsWith(String prefix) {
            return startsWith(prefix, 0);
        }
    
        /**
        * 判断当前字符串对象是否以字符串prefix结尾
        * 是返回true,否返回fasle
        */
        public boolean endsWith(String suffix) {
            //suffix是需要判断是否为尾部的字符串。
            //value.length - suffix.value.length是suffix在当前对象的起始位置
            return startsWith(suffix, value.length - suffix.value.length); 
        }

    11.hashCode()函数

    /**
       * 这是String字符串重写了Object类的hashCode方法。
       * 给由哈希表来实现的数据结构来使用,比如String对象要放入HashMap中。
       * 如果没有重写HashCode,或HaseCode质量很差则会导致严重的后果,既不靠谱的后果
       */
     
    public int hashCode() {
        int h = hash;
        if (h == 0 && value.length > 0) {
            char val[] = value;
            //重点,String的哈希函数, //遍历len次
            for (int i = 0; i < value.length; i++) {
                h = 31 * h + val[i];  //每次都是31 * 每次循环获得的h +第i个字符的ASSIC码
            }
            hash = h;
        }
        return h;
    }

    所以我们可以知道:

    • hashCode的重点就是哈希函数
    • String的哈希函数就是循环len次,每次循环体为 31 * 每次循环获得的hash + 第i次循环的字符

    12.indexOf、lastIndexOf类函数

    /**
        * 返回ch对应的字符在字符串中第一次出现的位置,从字符串的索引0位置开始遍历,没有就返回-1
        * 
        */
    public int indexOf(int ch) {
        return indexOf(ch, 0);
    }
    public int indexOf(int ch, int fromIndex) {
        final int max = value.length;
        if (fromIndex < 0) {
            fromIndex = 0;
        } else if (fromIndex >= max) {
            // Note: fromIndex might be near -1>>>1.
            return -1;
        }
    
        if (ch < Character.MIN_SUPPLEMENTARY_CODE_POINT) {
            // handle most cases here (ch is a BMP code point or a
            // negative value (invalid code point))
            final char[] value = this.value;
            for (int i = fromIndex; i < max; i++) {
                if (value[i] == ch) {
                    return i;
                }
            }
            return -1;
        } else {
            return indexOfSupplementary(ch, fromIndex);
        }
    }
    
    /**
     *.处理(罕见)带有补充字符的indexOf调用。
     */
    private int indexOfSupplementary(int ch, int fromIndex) {
        if (Character.isValidCodePoint(ch)) {
            final char[] value = this.value;
            final char hi = Character.highSurrogate(ch);
            final char lo = Character.lowSurrogate(ch);
            final int max = value.length - 1;
            for (int i = fromIndex; i < max; i++) {
                if (value[i] == hi && value[i + 1] == lo) {
                    return i;
                }
            }
        }
        return -1;
    }
    
        /**
        * 从尾部向头部遍历,返回cn第一次出现的位置,value.length - 1就是起点 
        * 为了理解,我们可以认为是返回cn对应的字符在字符串中最后出现的位置
        *  
        * ch是字符对应的整数
        */
       public int lastIndexOf(int ch) {
        return lastIndexOf(ch, value.length - 1);
    }
    
        /**
        * 从尾部向头部遍历,从fromIndex开始作为起点,返回ch对应字符第一次在字符串出现的位置
        * 既从头向尾遍历,返回cn对应字符在字符串中最后出现的一次位置,fromIndex为结束点
        *
        */
      public int lastIndexOf(int ch, int fromIndex) {
        if (ch < Character.MIN_SUPPLEMENTARY_CODE_POINT) {
            // handle most cases here (ch is a BMP code point or a
            // negative value (invalid code point))
            final char[] value = this.value;
            int i = Math.min(fromIndex, value.length - 1);
            for (; i >= 0; i--) {
                if (value[i] == ch) {
                    return i;
                }
            }
            return -1;
        } else {
            return lastIndexOfSupplementary(ch, fromIndex);
        }
    }
    
    /**
     * Handles (rare) calls of lastIndexOf with a supplementary character.
     */
    private int lastIndexOfSupplementary(int ch, int fromIndex) {
        if (Character.isValidCodePoint(ch)) {
            final char[] value = this.value;
            char hi = Character.highSurrogate(ch);
            char lo = Character.lowSurrogate(ch);
            int i = Math.min(fromIndex, value.length - 2);
            for (; i >= 0; i--) {
                if (value[i] == hi && value[i + 1] == lo) {
                    return i;
                }
            }
        }
        return -1;
    }
    
     
    //从fromIndex开始遍历,返回第一次出现str字符串的位置
    public int indexOf(String str) {
        return indexOf(str, 0);
    }
    
        /** 
        * 从fromIndex开始遍历,返回第一次出现str字符串的位置 
        */
    public int indexOf(String str, int fromIndex) {
        return indexOf(value, 0, value.length,
                str.value, 0, str.value.length, fromIndex);
    }
    
    /**
        * 这是一个不对外公开的静态函数
        * source就是原始字符串,sourceOffset就是原始字符串的偏移量,起始位置。
        * sourceCount就是原始字符串的长度,target就是要查找的字符串。
        * fromIndex就是从原始字符串的第fromIndex开始遍历
        *
        */
    static int indexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount,
            String target, int fromIndex) {
        return indexOf(source, sourceOffset, sourceCount,
                       target.value, 0, target.value.length,
                       fromIndex);
    }
    
    /**
        * 同是一个不对外公开的静态函数
        * 比上更为强大。
        * 多了一个targetOffset和targetCount,即代表被查找的字符串也可以被切割
        */
    
    static int indexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount,
            char[] target, int targetOffset, int targetCount,
            int fromIndex) {
        if (fromIndex >= sourceCount) {
            return (targetCount == 0 ? sourceCount : -1);
        }
        if (fromIndex < 0) {
            fromIndex = 0;
        }
        if (targetCount == 0) {
            return fromIndex;
        }
    
        char first = target[targetOffset];
        int max = sourceOffset + (sourceCount - targetCount);
    
        for (int i = sourceOffset + fromIndex; i <= max; i++) {
            /* Look for first character. */
            if (source[i] != first) {
                while (++i <= max && source[i] != first);
            }
    
            /* Found first character, now look at the rest of v2 */
            if (i <= max) {
                int j = i + 1;
                int end = j + targetCount - 1;
                for (int k = targetOffset + 1; j < end && source[j]
                        == target[k]; j++, k++);
    
                if (j == end) {
                    /* Found whole string. */
                    return i - sourceOffset;
                }
            }
        }
        return -1;
    }
    
    //查找字符串Str最后一次出现的位置
    public int lastIndexOf(String str) {
        return lastIndexOf(str, value.length);
    }
    
    public int lastIndexOf(String str, int fromIndex) {
        return lastIndexOf(value, 0, value.length,
                str.value, 0, str.value.length, fromIndex);
    }
    
    static int lastIndexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount,
            String target, int fromIndex) {
        return lastIndexOf(source, sourceOffset, sourceCount,
                       target.value, 0, target.value.length,
                       fromIndex);
    }
    
    static int lastIndexOf(char[] source, int sourceOffset, int sourceCount,
            char[] target, int targetOffset, int targetCount,
            int fromIndex) {
        /*
         * Check arguments; return immediately where possible. For
         * consistency, don't check for null str.
         */
        int rightIndex = sourceCount - targetCount;
        if (fromIndex < 0) {
            return -1;
        }
        if (fromIndex > rightIndex) {
            fromIndex = rightIndex;
        }
        /* Empty string always matches. */
        if (targetCount == 0) {
            return fromIndex;
        }
    
        int strLastIndex = targetOffset + targetCount - 1;
        char strLastChar = target[strLastIndex];
        int min = sourceOffset + targetCount - 1;
        int i = min + fromIndex;
    
    startSearchForLastChar:
        while (true) {
            while (i >= min && source[i] != strLastChar) {
                i--;
            }
            if (i < min) {
                return -1;
            }
            int j = i - 1;
            int start = j - (targetCount - 1);
            int k = strLastIndex - 1;
    
            while (j > start) {
                if (source[j--] != target[k--]) {
                    i--;
                    continue startSearchForLastChar;
                }
            }
            return start - sourceOffset + 1;
        }
    }

    13.substring()函数

    /**
        *  截取当前字符串对象的片段,组成一个新的字符串对象
        *  beginIndex为截取的初始位置,默认截到len - 1位置
        */
    public String substring(int beginIndex) {
        if (beginIndex < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(beginIndex);
        }
        int subLen = value.length - beginIndex;
        if (subLen < 0) {
            throw new StringIndexOutOfBoundsException(subLen);
        }
        return (beginIndex == 0) ? this : new String(value, beginIndex, subLen);
    }
    
    /**
        * 截取一个区间范围
        * [beginIndex,endIndex),不包括endIndex
        */
    public String substring(int beginIndex, int endIndex) {…..}

    从上面可以看到:

    substring函数是一个不完全闭包的区间,是[beginIndex,end),不包括end位置;

    subString的原理是通过String的构造函数实现的。

    14.concat()函数

    /**
        * String的拼接函数
        * 例如:String  str = "abc"; str.concat("def")    output: "abcdef"
        */
     public String concat(String str) {
        int otherLen = str.length();
        if (otherLen == 0) {
            return this;
        }
        int len = value.length;
        //将数组扩容,将value数组拷贝到buf数组中,长度为len + str.lenght
        char buf[] = Arrays.copyOf(value, len + otherLen);
        //然后将str字符串从buf字符数组的len位置开始覆盖,得到一个完整的buf字符数组
        str.getChars(buf, len);
    //构建新的String对象,调用私有的String构造方法
        return new String(buf, true);
    }

    15.replace、replaceAll类函数

    //替换,将字符串中的oldChar字符全部替换成newChar
    public String replace(char oldChar, char newChar) {
        if (oldChar != newChar) {
            int len = value.length;
            int i = -1;
            char[] val = value; /* avoid getfield opcode */
            //先找到第一个旧的字符位置,然后再进行替换
            while (++i < len) {
                if (val[i] == oldChar) {
                    break;
                }
            }
        `
            if (i < len) {
                char buf[] = new char[len];
                for (int j = 0; j < i; j++) {
                    buf[j] = val[j];
                }
                while (i < len) {
                    char c = val[i];
                    buf[i] = (c == oldChar) ? newChar : c;
                    i++;
                }
                return new String(buf, true);
            }
        }
        return this;
    }
    
    //替换第一个旧字符
    public String replaceFirst(String regex, String replacement) {
        return Pattern.compile(regex).matcher(this).replaceFirst(replacement);
    }
    
        //当不是正规表达式时,与replace效果一样,都是全体换。如果字符串的正则表达式,则规矩表达式全体替换
    public String replaceAll(String regex, String replacement) {
        return Pattern.compile(regex).matcher(this).replaceAll(replacement);
    }
    
    //可以用旧字符串去替换新字符串
    public String replace(CharSequence target, CharSequence replacement) {
        return Pattern.compile(target.toString(), Pattern.LITERAL).matcher(
                this).replaceAll(Matcher.quoteReplacement(replacement.toString()));
    }

    从replace的算法中,我们可以发现: 四种用法,字符全替换字符,表达式全体换字符,表达式只替换第一个字符,字符串替换字符串

    16.matches()和contains()函数

    /**
        * matches() 方法用于检测字符串是否匹配给定的正则表达式。
        * regex -- 匹配字符串的正则表达式。
        * 如:String Str = new String("www.snailmann.com");
        * System.out.println(Str.matches("(.*)snailmann(.*)"));   output:true
        * System.out.println(Str.matches("www(.*)"));             output:true
        */
        public boolean matches(String regex) {
        return Pattern.matches(regex, this);
    }
    
        //是否含有CharSequence这个子类元素,通常用于StrngBuffer,StringBuilder
    public boolean contains(CharSequence s) {
        return indexOf(s.toString()) > -1;
    }

    17.split()函数

     //根据正则表达式切割
    public String[] split(String regex, int limit) {
        /* fastpath if the regex is a
         (1)one-char String and this character is not one of the
            RegEx's meta characters ".$|()[{^?*+\", or
         (2)two-char String and the first char is the backslash and
            the second is not the ascii digit or ascii letter.
         */
        char ch = 0;
        if (((regex.value.length == 1 &&
             ".$|()[{^?*+\".indexOf(ch = regex.charAt(0)) == -1) ||
             (regex.length() == 2 &&
              regex.charAt(0) == '\' &&
              (((ch = regex.charAt(1))-'0')|('9'-ch)) < 0 &&
              ((ch-'a')|('z'-ch)) < 0 &&
              ((ch-'A')|('Z'-ch)) < 0)) &&
            (ch < Character.MIN_HIGH_SURROGATE ||
             ch > Character.MAX_LOW_SURROGATE))
        {
            int off = 0;
            int next = 0;
            boolean limited = limit > 0;
            ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
            while ((next = indexOf(ch, off)) != -1) {
                if (!limited || list.size() < limit - 1) {
                    list.add(substring(off, next));
                    off = next + 1;
                } else {    // last one
                    //assert (list.size() == limit - 1);
                    list.add(substring(off, value.length));
                    off = value.length;
                    break;
                }
            }
            // If no match was found, return this
            if (off == 0)
                return new String[]{this};
    
            // Add remaining segment
            if (!limited || list.size() < limit)
                list.add(substring(off, value.length));
    
            // Construct result
            int resultSize = list.size();
            if (limit == 0) {
                while (resultSize > 0 && list.get(resultSize - 1).length() == 0) {
                    resultSize--;
                }
            }
            String[] result = new String[resultSize];
            return list.subList(0, resultSize).toArray(result);
        }
        return Pattern.compile(regex).split(this, limit);
    }
    
    
    public String[] split(String regex) {
        return split(regex, 0);
    }

    18.join()函数

    /**
    * join方法是JDK1.8加入的新函数,静态方法
      * 这个方法就是跟split有些对立的函数,不过join是静态方法
      * delimiter就是分割符,后面就是要追加的可变参数, 
     *  例子:  String message = String.join("-", "Java", "is", "cool");
     *     // message returned is: "Java-is-cool"
       * @since 1.8
     */
    public static String join(CharSequence delimiter, CharSequence... elements) {
        Objects.requireNonNull(delimiter);
        Objects.requireNonNull(elements);
        // Number of elements not likely worth Arrays.stream overhead.
        StringJoiner joiner = new StringJoiner(delimiter);
        for (CharSequence cs: elements) {
            joiner.add(cs);
        }
        return joiner.toString();
    }
    
    /**
       * 功能是一样的,不过传入的参数不同
       * 这里第二个参数一般就是装着CharSequence子类的集合
       * 比如String.join(",",lists)   
       * list可以是一个Collection接口实现类,所含元素的基类必须是CharSequence类型
       * 比如String,StringBuilder,StringBuffer等
       */public static String join(CharSequence delimiter,
            Iterable<? extends CharSequence> elements) {
        Objects.requireNonNull(delimiter);
        Objects.requireNonNull(elements);
        StringJoiner joiner = new StringJoiner(delimiter);
        for (CharSequence cs: elements) {
            joiner.add(cs);
        }
        return joiner.toString();
    }

    Java 1.8加入的新功能,有点跟split对立的意思,是个静态方法

    有两个重载方法,一个是直接传字符串数组,另个是传集合。传集合的方式是一个好功能,很方遍将集合的字符串元素拼接成一个字符串。

    19.trim()函数

    /**
        * 去除字符串首尾部分的空值,如,' ' or " ",非""
        * 原理是通过substring去实现的,首尾各一个指针
        * 头指针发现空值就++,尾指针发现空值就--
        * ' '的Int值为32,其实不仅仅是去空的作用,应该是整数值小于等于32的去除掉
        */
    public String trim() {
        int len = value.length;
        int st = 0;
        char[] val = value;    /* avoid getfield opcode */
    
        while ((st < len) && (val[st] <= ' ')) {
            st++;
        }
        while ((st < len) && (val[len - 1] <= ' ')) {
            len--;
        }
        return ((st > 0) || (len < value.length)) ? substring(st, len) : this;
    }

    20.toString()函数

    public String toString() {
        return this;
    }

    21.toCharArray()函数

    /**
        * 就是将String转换为字符数组并返回
        */
     public char[] toCharArray() {
        // Cannot use Arrays.copyOf because of class initialization order issues
        char result[] = new char[value.length];
        System.arraycopy(value, 0, result, 0, value.length); //拷贝
        return result;
    }

    22.toLowerCase()、toUpperCase()函数

    方法有点长,略

    23.format()函数  

    //JAVA字符串格式化
        //新字符串使用本地语言环境,制定字符串格式和参数生成格式化的新字符串。
       public static String format(String format, Object... args) {
        return new Formatter().format(format, args).toString();
    }
    例子: 
    String format = String.format("3>7的结果是:%b %n", 3 > 7);
    System.out.println("format :" + format);
    //format :3>7的结果是:false

    24.valueOf类函数

    //将Object转换为String
    public static String valueOf(Object obj) {
        return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
    }
    //将char数组转换为String
    public static String valueOf(char data[]) {
        return new String(data);
    }
    //将char数组的子数组转换为String
    public static String valueOf(char data[], int offset, int count) {
        return new String(data, offset, count);
    }
    //将布尔值转换为String
    public static String valueOf(boolean b) {
        return b ? "true" : "false";
    }
    //将单个字符转换为String
    public static String valueOf(char c) {
        char data[] = {c};
        return new String(data, true);
    }
    
    //将int转换为String, long, float, double同理
    
    public static String valueOf(int i) {
        return Integer.toString(i);
    }

    copyValueOf和valueOf在Java8看来已经是完全没有区别的函数; 所有的value的本质都是新new一个String对象.

    25.intern()函数

     public native String intern();

    String类中唯一的一条本地方法,既不是用Java语言实现的方法。 比如str.intern(),作用就是去字符串常量池中寻找str字符串,如果有则返回str在常量池中的引用,如果没有则在常量池中创建str

     

     

     

    原文: 

    https://blog.csdn.net/snailmann/article/details/80882719

     

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/coloz/p/12785923.html
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